Sistema Muscular - Fisiologia

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Sistema Muscular 
 
O músculo é um motor capaz de converter 
energia quimica em energia mecânica 
(movimento). 
 
 Junção Neuromuscular (JNM): é a sinapse 
entre um neurônio motor somático e uma 
fibra muscular esquelética. 
 
Tem três componentes: 
1. O terminal axonal pré-sináptico do neurônio 
motor (contendo vesiculas sinápticas e 
mitocôndrias); 
2. A fenda sináptica; 
3. A membrana pós-sináptica da fibra muscular 
esquelética. 
 
O Sistema Muscular corresponde ao 
conjunto de músculos do corpo, formados por 
fibras musculares que permitem a contração e 
produção de movimentos. Formado por 
aproximadamente 600 músculos, esse sistema 
confere cerca de 40-50% do peso total do 
organismo. 
Os tecidos que possuem fibras musculares, 
tem de modo geral, a função de permitir a 
contração e a produção de movimentos. 
As fibras musculares (células) são 
controladas pelo sistema nervoso e se 
encarregam de receber a informação e 
respondê-la realizando a ação solicitada. 
 
Funções 
 
 Sustentação; 
 Produção de movimentos (principal); 
 Aquecimento do corpo; 
 Movimentação do sangue pelo organismo, 
dos alimentos pelo sistema digestório e da 
urina pelo sistema urinário; 
 Movimentos respiratórios; 
 
 
 
 
Tipos Musculares: 
40% do nosso corpo é formado por 
músculo esquelético e 10% correspondem ao 
músculo liso e cardiaco. 
 
Tecido Muscular Estriado Esquelético 
 
Muitos destes músculos estão unidos aos 
ossos, então são capazes de controlar os 
movimentos corporais voluntários. 
Recebe este nome pois apresenta algumas 
estriações (faixas) transversais escuras e claras 
em sua histologia. 
 
Tecido Muscular Estriado Cardiaco 
 
É exclusivo do coração, e tem a função de 
movimentar o sangue pelo sistema circulatório. 
Está nas paredes do coração (miocárdio). 
Faz contrações involuntárias e vigorosas. 
Suas células são alongadas e ramificadas, 
apresentando estriações transversais, núcleo 
central, com junções. 
 
 
Tecido Muscular Liso 
 
Principal músculo dos órgãos e das 
estruturas tubulares internas (estômago, 
bexiga e vasos sanguineos). 
Sua principal função é movimentar 
substâncias para dentro e para fora do corpo e 
dentro do organismo de maneira involuntária 
(SNA). 
Não possui faixas transversais. 
 
Contração 
 
 Exceção: o músculo esquelético pode se 
contrair independentemente do controle 
consciente, e pode aprender a ter um certo 
grau de controle consciente influenciando 
alguns músculos lisos e o músculo cardiaco. 
 
O músculo esquelético contrai-se apenas 
em resposta a um sinal (PA) proveniente do 
neurônio motor. Mas, é incapaz de, sozinho, de 
iniciar a contração e maneira independente. 
Os músculos liso e cardiaco apresentam 
múltiplos niveis de controle. 
 Controle extrinseco: Inervação do SNA. 
Sujeitas à modulação do sistema 
endócrino. 
 
Propriedades Gerais dos Músculos 
 
A contração se inicia com a liberação de 
cálcio. 
O movimento é produzido quando a miosina 
(proteina motora) utiliza da ATP para mudar 
sua conformação. 
 
Músculo Esquelético 
 
Está ligado aos ossos por tendões e tem 
estruturas constituidas de colágeno. 
A célula muscular, também chamada de 
fibra, tem forma alongada e possui muitos 
núcleos. 
 
Músculo = um número de fibras musculares 
ligadas entre si por tecido conjuntivo. 
 
Os nervos transmitem estimulos 
originados no SNC para os músculos, que se 
contraem e movimentam os tendões, realizando 
os movimentos. 
 
Origem: liga o músculo ao osso em uma porção 
estável. 
Inserção: une o tendão a uma estrutura óssea 
móvel, ou seja, onde ocorrerá o movimento. 
Flexor: porção central dos ossos conectados se 
aproximam quando o músculo contrai. 
Extensor: os ossos se afastam quando o 
músculo contrai. 
 
A contração muscular é capaz de puxar um 
osso, mas não é capaz de o empurrar. 
 
Anatomia da Fibra Muscular 
 
Sarcolema: membrana plasmática da fibra 
muscular. 
Sarcoplasma: citoplasma (mitocôndrias, K, Mg, 
fosfato). Contém muitos grânulos de glicogênio 
(reserva energética de glicose) e mitocôndrias. 
Sarcômero: menor porção da fibra muscular 
com capacidade de contração e distensão. 
Miofibrilas: feixes organizados de proteinas 
contráteis e elásticas. 
Reticulo Sarcoplasmático (RS): RE que envolve 
cada miofibrila, concentra e sequestra Ca2+ com 
o auxilio de uma Ca2- ATPase presente na 
membrana do RS, que desencadeia a liberação. 
 
 
 
Túbulos T: extensões do sarcolema que se 
associam com as porções terminais (cisternas 
terminais) do RS. 
Seu lúmen se comunica com o lEC. 
 
 
 
Estimula o PA, permitindo que se movam 
rapidamente da superficie para o interior da 
fibra muscular, de forma a alcançar as cisternas 
terminais quase simultaneamente. 
 
 Sem os túbulos T, o PA iria ser dependente 
do sarcoplasma para se conduzir, sendo 
uma forma mais lenta e menos direta, 
retardando o tempo de resposta da fibra 
muscular. 
 
 Miofibrilas 
 
Composta por diversos tipos de proteinas 
organizadas em estruturas contráteis 
repetidas, que se chamam sarcômero. 
 
Actina: filamentos finos. 
Miosina: filamentos grossos. 
Tropomiosina e troponina: proteinas 
reguladoras. 
Titina e nebulina: proteinas acessórias gigantes. 
 
Miosina 
 
Proteina motora com capacidade de 
PRODUZIR o movimento. 
Formada de cadeias proteicas que se 
entrelaçam, formando uma longa cauda e um 
par de cabeças. 
A região flexivel (dobradiça) permite o 
movimento das cabeças em torno do ponto de 
fixação. 
 
Cabeça: cadeia leve e pesada, que é a principal 
parte capaz de ligar o ATP para gerar o 
movimento (miosina-ATPase). 
 
Actina 
 
Não é contrátil, então garante a 
ESTABILIDADE do corpo celular, deixando a célula 
mais resistente. 
Uma molécula isolada de actina é uma 
proteina globular (actina G), que em grandes 
quantidades, se polimerizam para formar 
cadeias longas ou filamentos, chamados de 
actina F. 
No músculo esquelético, dois polimeros de 
actina F enrolam-se um no outro, como um 
colar de contas duplo, para formar os 
filamentos finos da miofibrila. 
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Cada miofibrila contém filamentos grossos 
e finos dispostos em paralelo, conectados por 
ligações cruzadas de miosina. Essas ligações 
ocorrem quando as cabeças de miosina dos 
filamentos grossos se ligam à actina dos 
filamentos finos. Essas conexões têm dois 
estados: um estado de baixa energia, presente 
quando os músculos estão relaxados, e um 
estado de alta energia, que ocorre durante uma 
contração muscular. 
O arranjo dos filamentos grossos e finos 
em uma miofibrila gera um padrão repetido de 
bandas claras e escuras alternadas. Uma única 
repetição do padrão forma um sarcômero. 
Um sarcômero é formado por dois discos Z 
e pelos filamentos encontrados entre eles. 
 
Disco Z: estrutura proteica em formato de 
ziguezague que atua como ponto de ancoragem 
para os filamentos finos dentro do sarcômero. 
Banda I: região de cores mais clara presente no 
sarcômero e representa uma área ocupada 
exclusivamente pelos filamentos finos. Cada 
metade da Banda I pertence a um sarcômero 
diferente. 
Banda A: banda mais escura que engloba todo o 
comprimento de um filamento grosso. Nas 
laterais da Banda A, os filamentos grossos e 
finos se sobrepõem. 
Zona H: região central da Banda A, que é mais 
clara do que as porções laterais. Ela é ocupada 
exclusivamente pelos filamentos grossos. 
Linha M: formada por proteinas que servem 
como sitio de ancoragem para os filamentos 
grossos. 
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Titina e Nebulina 
 
Garantem o ALINHAMENTO adequado dos 
filamentos dentro de um sarcômero. 
 
Titina: molécula elástica muito grande. 1 mol 
dela vai do Disco Z até a Linha M. 
1. Estabiliza a posição dos filamentos 
contráteis; 
2. Fazer os músculos estirados retornarem 
ao seu comprimento de repouso. 
 
Nebulina: não é elástica e auxilia no alinhamento 
dos filamentos de actina do sarcômero. 
Contração Muscular e Força 
 
A contraçãomuscular permite a geração de 
força para mover ou resistir a uma carga. A 
força produzida pela contração muscular é 
chamada de tensão muscular, que é um 
processo ativo que necessita de energia 
fornecida pelo ATP. 
A carga é o peso ou a força que se opõe à 
contração. 
O relaxamento é a liberação da tensão que 
foi produzida durante a contração. 
 
Principais eventos associados ao inicio da 
contração muscular esquelética 
 
1. Na junção neuromuscular, ocorrem eventos 
que transformam um sinal quimico 
(acetilcolina liberada pelo neurônio motor 
somático) em um sinal elétrico na fibra 
muscular. 
2. O acoplamento excitação-contração (E-C) é 
o processo em que os PA musculares geram 
um sinal de cálcio, que por sua vez ativa o 
ciclo de contração-relaxamento. 
3. No nivel molecular, o ciclo de contração-
relaxamento é explicado pela teoria dos 
filamentos deslizantes da contração 
muscular. Em músculos intactos, um único 
ciclo de contração-relaxamento é chamado 
de abalo muscular. 
 
Deslizamento da Actina e Miosina 
 
Teoria dos Filamentos Deslizantes: 
Os filamentos de actina e miosina, que 
estão sobrepostos, deslizam um sobre o outro 
em um processo que requer energia e resulta 
na contração do músculo. 
O músculo pode contrair e gerar força sem 
necessariamente produzir um movimento 
visivel. 
A força gerada em uma fibra muscular está 
diretamente relacionada ao número de ligações 
cruzadas de alta energia formadas entre os 
filamentos finos (actina) e grossos (miosina). 
Quanto mais ligações cruzadas de alta energia 
existirem, maior será a tensão ou força gerada 
pelo músculo e a contração muscular. 
 
Estado relaxado: as extremidades dos 
filamentos de actina que se estendem de dois 
discos Z sucessivos, mal se sobrepõem. 
Estado contraido: esses filamentos de actina 
são tracionados por entre os filamentos de 
miosina, de forma que suas extremidades se 
sobrepõem, umas às outras, em sua extensão 
máxima. 
 
O movimento das ligações cruzadas da 
miosina fornece a força que move o filamento 
de actina durante uma contração, quanto mais 
ligações cruzadas, mais força de contração. 
É produzido quando as ligações cruzadas 
da miosina mudam de conformação, movendo-
se para a frente e empurrando os filamentos de 
actina em direção ao centro do sarcômero. 
O movimento de força se inicia com a 
liberação de sinais de cálcio. 
A miosina-ATPase converte a energia da 
ligação quimica do ATP na energia mecânica 
(cinética) necessária para o movimento das 
ligações cruzadas. 
 
 
 
Inicio da Contração 
 
Troponina (TN): complexo ligante de cálcio 
constituido por 3 proteinas. Controla o 
posicionamento da tropomiosina. 
 
Como o Ca liga ou desliga a contração 
muscular? 
 Ativando ou desativando a troponina: 
 
1. O cálcio liberado interage com a 
troponina, através da sua porção C. 
2. A troponina faz uma tração mecânica 
sobre a tropomiosina, expondo a actina 
para a cabeça da miosina. 
 
1. Os niveis de cálcio aumentam no citosol. 
2. O Ca se liga a troponina (TN). 
3. O complexo troponina-cálcio afasta a 
tropomiosina do sitio de ligação da 
miosina na actina G. 
4. A miosina se liga à actina e completa o 
movimento de força. 
5. O filamento de actina se move. 
 
Quanto mais cálcio, mais força de contração. 
 
 
 
 
 
Propriedades Gerais que os Músculos 
Compartilham 
 
 O sinal que dá inicio à contração é o nivel de 
cálcio intracelular. 
 O movimento é produzido quando uma 
proteina motora, chamada de miosina, utiliza 
a energia do trifosfato de adenosina (ATP) 
para mudara sua conformação. 
 
Para ocorrer o relaxamento muscular: 
 As concentrações citoplasmáticas de Ca2 
precisam diminuir. 
 O Ca2 se desliga da troponina quando há 
uma redução do cálcio citosólico, que 
permite que a tropomiosina retorne para o 
estado “desligado”, recobrindo os sitios de 
ligação à miosina presentes nas moléculas 
de actina. 
 
O cálcio é o sinal necessário para a contração 
muscular, atuando como um mensageiro 
intracelular. 
 
Processo de acoplamento excitação-contração 
(E-C) 
Combinação dos eventos elétricos e 
mecânicos que ocorrem em uma fibra 
muscular. 
 
E-C envolve 4 eventos principais: 
 
1. Liberação de ACh pelo neurônio motor 
somático; 
2. A ACh leva à geração de um PA na fibra 
muscular; 
3. O PA muscular desencadeia a liberação 
de cálcio pelo reticulo sarcoplasmático; 
4. O cálcio liga-se à troponina, dando inicio 
ao processo de contração. 
 
A transdução do sinal elétrico em um sinal de 
cálcio necessita de duas proteinas de 
membrana. 
 
 
 
Para encerrar uma contração, o cálcio 
precisa ser retirado do citosol. O RS realiza o 
bombeamento do Ca2+ de volta para seu lúmen 
por meio da Ca2+ ATPase. À medida que a 
concentração citosólica de Ca2+ livre diminui, o 
equilibrio entre o cálcio ligado e não ligado é 
modificado, gerado na desassociação do cálcio 
da troponina. Isso permite a liberação das 
ligações cruzadas, levando ao relaxamento da 
fibra muscular. 
___________________________ 
 
O uso de ATP é fundamental para a fibra 
muscular em todas as etapas, mesmo se o 
músculo estiver relaxado. 
 
 Durante a contração: para o movimento e a 
liberação das ligações cruzadas; 
 Durante o relaxamento: para bombear o Ca2 
de volta para o reticulo sarcoplasmático; 
 Após o acoplamento E-C: para reconduzir o 
Na e o K para os compartimentos 
extracelular e intracelular. 
 
Todo este ATP é obtido através da 
FOSFOCREATINA. 
 
Um “pool” (porção) de ATP estocado é suficiente 
para apenas cerca de 8 contrações musculares. 
 
 
 
Fosfocreatina 
Pode ser chamada de creatina-fosfato ou 
fosfato de creatina. É uma reserva energética 
de segurança dos músculos. 
Suas ligações fosfato de alta energia são 
geradas entre a creatina e o ATP quando os 
músculos estão em repouso. 
Quando os músculos entram em atividade, 
como durante o exercicio, os grupamentos 
fosfato de alta energia da fosfocreatina são 
transferidos para o ADP, gerando mais ATP para 
abastecer os músculos. 
 
ATP - vira ADP 
Creatina - ressintese de ADP em ATP = ENERGIA 
 
Creatina-cinase (CPK): enzima que transfere o 
grupamento fosfato da fosfocreatina para o 
ADP. Niveis elevados de creatina-cinase no 
sangue normalmente são um indicador de dano 
muscular esquelético ou cardiaco. 
CPK: Isoenzimas (maior dano tecidual). 
CK- BB: Barreira hematoencefálica 
CK – MM: ME 
CK – MB: Miocárdio 
CK – mt: Mitocôndria 
 
A creatina é a substância que mais 
rapidamente consegue fornecer de volta a 
molécula de fósforo, transformando o ADP 
novamente em ATP. 
Creatina 
produzida pelo corpo, é basicamente composta 
por aminoácidos (glicina e arginina), com a 
função de fornecer mais energia para os 
músculos trabalharem. 
É sintetizada nos rins e no figado e armazenada 
quase que inteiramente nos músculos (Atração 
da água para a fibra muscular). 
 
Creatinina 
Substância formada a parir da creatina. 
Depois que a creatina realiza a tarefa de dar 
energia ao músculo, ela é quebrada em pedaços 
e eliminada em um processo natural do 
organismo. Assim, se forma a creatinina, que 
acaba sendo filtrada pelos rins e segue para a 
fase da excreção pela urina. 
___________________________ 
 
Os carboidratos, especialmente a glicose, 
constituem a fonte de energia mais rápida e 
eficiente para a produção de ATP. 
A glicose passa por um processo 
metabólico chamado glicólise, que a converte 
em piruvato. Em condições adequadas de 
oxigenação, o piruvato entra no ciclo do ácido 
citrico, gerando aproximadamente 30 ATP para 
cada molécula de glicose. 
 
Via aeróbica: mais oxigênio = + ATP 
Via anaeróbica: menos oxigênio = - ATP 
 
Glicólise anaeróbica: nesta via, a glicose é 
metabolizada em lactato e produz apenas 2 ATP 
para cada molécula de glicose. É uma fonte mais 
rápida de geração de ATP, porém produz 
quantidades muito menores de ATP para cada 
molécula de glicose (causa diminuição no pH 
sanguineo). 
 
As fibras musculares também utilizam 
ácidos graxos como fonte deenergia, porém 
esse processo requer sempre oxigênio. No 
entanto, a conversão dos ácidos graxos em 
acetil-CoA é relativamente lenta e não é capaz 
de produzir ATP em um ritmo rápido o 
suficiente para atender às demandas 
energéticas das fibras musculares durante 
exercicios intensos. 
Normalmente, as proteinas não são uma 
fonte de energia para a contração muscular. A 
maioria dos aminoácidos presentes nas fibras 
musculares é utilizada para a sintese de 
proteinas, não para a produção de ATP. 
 
Anabolismo: fase sintetizante do metabolismo, 
ajuda nos ganhos de massa muscular 
(hipertrofia). Acontece a sintese das moléculas. 
 
Catabolismo: degrada moléculas mais 
complexas fazendo com que elas se quebrem e 
reduzam de tamanho. Pode causar a perda de 
massa muscular. 
 
Fadiga Muscular 
Condição reversivel na qual um músculo é 
incapaz de produzir ou sustentar a potência 
esperada. 
As demandas energéticas excedem a 
quantidade de ATP que pode ser produzida pelo 
metabolismo anaeróbio da glicose, os músculos 
conseguem trabalhar apenas por um intervalo 
muito curto de tempo. Como consequência, isto 
era uma falha no processo de excitação-
contração da fibra muscular. 
 
Fadiga central: originados no sistema nervoso 
central. 
Fadiga periférica: se originam em qualquer local 
entre a junção neuromuscular e os elementos 
contráteis do músculo. 
 
As causas neurais da fadiga podem surgir 
tanto de falhas de comunicação na junção 
neuromuscular quanto de falhas dos neurônios 
de comando do SNC. Por exemplo, se a ACh não 
for sintetizada no terminal axonal rápido o 
suficiente para responder à taxa de disparo do 
neurônio, a liberação do neurotransmissor na 
sinapse diminuirá. Consequentemente, o 
potencial da placa motora do músculo não 
atingirá o limiar necessário para disparar um 
potencial de ação na fibra muscular, resultando 
em falha na contração. 
 
Disfunções Musculares 
 
Causas: 
1. Problemas com os sinais emitidos pelo 
sistema nervoso; 
2. Falhas na comunicação da junção 
neuromuscular; 
3. Defeitos no próprio músculo. 
 
Cãibra muscular: Contração sustentada e 
dolorosa da musculatura esquelética. 
Hiperexcitabilidade dos neurônios motores 
somáticos que controlam o músculo. Quando o 
neurônio dispara repetidamente, as fibras 
musculares da sua unidade motora entram em 
um estado de contração sustentada dolorosa. 
 
Trauma mais grave: resulta no rompimento das 
fibras musculares, da bainha de tecido conectivo 
ou da união entre o tendão e o músculo. 
 
Atrofia: desuso do musculo, atrofias por mais 
de um ano geralmente são permanentes 
(suprimento de sangue para o músculo diminui 
= as fibras musculares tornam-se menores).